Des ondes gravitationnelles cachées dans le dernier souffle des étoiles ?

Jusqu’à présent, seules les ondes gravitationnelles émanant de systèmes binaires – la fusion de deux trous noirs, de deux étoiles à neutrons ou d’un de chaque – ont été détectées par les astrophysiciens. Cependant, une équipe de chercheurs de l’Université Northwesternpropose d’explorer une nouvelle source potentielle: les cocons de débris qui entourent les étoiles massives mourantes. Les chercheurs ont utilisé des simulations de pointe pour montrer que ces cocons pourraient émettre des ondes gravitationnelles. Plus encore, ces ondes seraient dans la plage de fréquence détectable par l’instrument LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory). Selon Ore Gottlieb, responsable de l’étude, les cocons sont l’un des premiers endroits où nous devrions chercher une source non binaire d’ondes gravitationnelles.

Lors de l’effondrement d’une étoile massive, de puissants flux de particules peuvent être créés, voyageant proche de la vitesse de la lumière. Ces « jets » perforent les couches de l’étoile mourante, formant un « cocon » autour d’eux. Ce cocon est un endroit turbulent, où les gaz chauds et les débris se mélangent de manière aléatoire. Ore Gottlieb explique que lorsque la bulle énergétique s’accélère à partir du jet, elle perturbe l’espace-temps et forme des ondes gravitationnelles.

Ore Gottlieb appelle la communauté scientifique à se concentrer sur les cocons comme source potentielle d’ondes gravitationnelles. Les explosions de supernovae ou les sursauts gamma ont été considérés comme des sources possibles, mais leurs ondes pourraient être en dehors de la plage de détection de LIGO. En revanche, les cocons sont à la fois asymétriques et très énergétiques, ce qui les rend plus susceptibles d’émettre des ondes gravitationnelles détectables.

« Notre étude est un appel à la communauté afin de regarder les cocons comme une source d’ondes gravitationnelles », a déclaré Ore Gottlieb. « En les étudiant, nous pourrions en apprendre plus sur ce qui se passe dans la partie la plus intérieure des étoiles, les propriétés des jets et leur prévalence dans les explosions stellaires. »